Misura della concentrazione di Radon in acque destinate all'approvvigionamento idrico del versante pedemontano sud-est del Monte Etna

CAPITOLO 1 INTRODUZIONE 
 
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1. INTRODUZIONE 
1.1 Premesse 
Il Radon è un gas nobile radioattivo di origine naturale, derivante dal decadimento 
radioattivo dell’Uranio 238 (
238
U); dopo il fumo di sigaretta, l’esposizione della 
popolazione al Radon rappresenta uno dei principali fattori di rischio di tumore 
polmonare. A tal proposito l’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS), lo ha 
classificato tra i cancerogeni accertati del gruppo 1, di cui fanno parte 87 agenti degli 
874 presi in esame. In Italia si è stimato che da 1500 a 6000 casi all’anno (su un totale 
di circa 30000) potrebbero essere dovuti all’esposizione al Radon. Molti Paesi Europei e 
Nord Americani, hanno adottato, in questi ultimi anni, delle politiche volte alla 
riduzione del rischio Radon. Anche l’Italia ha cominciato, da diversi anni, ad affrontare 
il problema Radon e la recente introduzione di una normativa sul Radon nei luoghi di 
lavoro, (D. lgs 241/2000), ha evidenziato la necessità di adottare dei piani o programmi 
al fine di coordinare e/o programmare le diverse azioni da intraprendere. (es. “Piano 
Nazionale Radon” – PNR 2002).  
La gran parte dei casi studio effettuati riguardano spesso la concentrazione di 
Radon in aria presente negli ambienti di lavoro, in ambienti chiusi ed in abitazioni; solo 
negli ultimi anni sono stati svolti studi riguardante la presenza di Radon nelle acque 
potabili. Infatti il Radon, essendo un gas prodotto nel sottosuolo, è presente, in 
consistenti concentrazioni, nelle acque di falda, quindi nelle risorse idriche utilizzate per 
uso potabile. L’ingestione di Radon può divenire una fonte importante di 
contaminazione per l’organismo e, se assunto in quantità consistenti, aumentare le 
probabilità di contrarre tumore in alcuni organi interni quali stomaco e fegato. 
A tal proposito, il presente lavoro si è incentrato su studi riguardanti la 
concentrazione di Radon nelle acque potabili, in particolare per le acque di falda etnee. 
1.2 Obiettivi ed articolazione del lavoro svolto 
Il lavoro sperimentale è stato svolto a livello locale con l’obiettivo di verificare, 
attraverso il monitoraggio, la presenza di gas Radon nelle risorse idriche etnee e, 
qualora fosse stato necessario, sviluppare dei sistemi di trattamento per l’abbattimento 
della concentrazione del gas stesso. Dopo un’approfondita ricerca bibliografica in 
materia di Radon e metodi di analisi, una fase di ricerca sui maggiori fornitori e rete di 
distribuzione dell’acqua nei paesi etnei presi in esame, si è passati alla fase di 
monitoraggio con campionamento ed analisi in laboratorio. La tesi è strutturata in 6 
capitoli, come riportato di seguito: 
Nel Capitolo 1 è presente una breve premessa, che inquadra il problema  Radon e 
gli obiettivi del lavoro svolto. 
Nel Capitolo 2 sono riportate le normative riguardanti i limiti di concentrazione 
del Radon in Europa e in Italia. 
Nel Capitolo 3 è sviluppato nel dettaglio il tema “Radon”: viene introdotto il
CAPITOLO 1 INTRODUZIONE 
 
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concetto di radioattività ambientale, sono riportate le caratteristiche e le proprietà del 
Radon, i problemi causati alla salute dell’uomo ed infine il Radon nelle acque potabili 
con relative problematiche annesse. 
Nel Capitolo 4 sono descritte dettagliatamente le tecniche di misura utilizzate. 
Nel Capitolo 5 viene sviluppata l’indagine sperimentale; si parte da una base di 
ricerca scientifica, si continua con gli obiettivi dell’attività sperimentale. Viene 
sviluppata tutta la parte relativa ai materiali ed i metodi, giungendo, infine, ai risultati e 
discussioni. 
Nel Capitolo 6, infine,sono riportate le conclusioni.
CAPITOLO 2 QUADRO NORMATIVO DI RIFERIMENTO 
 
 
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2. QUADRO NORMATIVO DI RIFERIMENTO 
2.1 Introduzione 
Secondo le attuali conoscenze, il Radon è considerato un agente cancerogeno; 
l’aumento del rischio e della probabilità di contrarre tumore ai polmoni e in altri organi 
interni (quali stomaco e fegato) è strettamente connesso all’esposizione e all’assunzione 
costante a grandi concentrazioni di Radon. Per questo motivo si sta cercando di ridurre 
il più possibile la concentrazione di Radon in ogni edificio o matrice ambientale, 
indipendentemente dal valore di partenza. 
Praticamente tutte le normative in materia hanno come caratteristica generale 
quella di fissare dei livelli di azione, cioè dei valori di concentrazione di Radon sopra i 
quali raccomandare (o imporre) di effettuare azioni per ridurre la concentrazione di 
Radon (dette comunemente azioni di rimedio), e sotto i quali, viceversa, la situazione 
viene considerata “normale”, cioè il rischio stimato associato a quei livelli di 
concentrazione di Radon viene considerato “accettabile”. 
Di seguito sono riportate le principali normative e raccomandazioni, alle quali 
fanno riferimento gli Stati Membri, che hanno come obiettivo la tutela della 
popolazione contro l’esposizione al Radon. 
2.2 La situazione in Europa 
2.2.1 Raccomandazione 90/143 Euratom - Abitazioni 
Il 21/02/1990 è stata emanata la Raccomandazione 90/143/Euratom della 
Commissione Europea sulla tutela della popolazione contro l’esposizione al Radon in 
ambienti chiusi, nella quale si raccomanda che per gli edifici residenziali esistenti venga 
stabilito un livello di azione di 400 Bq/m
3
 di concentrazione media annua di gas Radon. 
Per gli edifici da costruire si propone un livello di progettazione (cioè un valore da non 
superare) di 200 Bq/m
3
 di concentrazione media annua di gas Radon, da ottenersi 
tramite l’adozione di adeguati regolamenti edilizi e tecniche costruttive. 
2.2.2 Raccomandazione 96/29 Euratom – Luoghi di lavori 
A differenza di quanto avviene per le abitazioni, le normative sul Radon nei luoghi 
di lavoro prevedono tutta una serie di adempimenti ed eventualmente di sanzioni in caso 
di mancata osservanza da parte del titolare. Nel giugno del 1996 viene emanata la 
Direttiva 96/29/Euratom, la quale inquadra specificatamente  la protezione 
dall’esposizione al Radon. Nel primo articolo viene definito il campo di applicazione, 
genericamente riferito alle attività lavorative nelle quali la presenza di sorgenti di 
radiazioni naturali conduce ad un aumento significativo dell’esposizione dei lavoratori o 
di altri individui della popolazione. La Commissione Europea, poi, accanto allo
CAPITOLO 2 QUADRO NORMATIVO DI RIFERIMENTO 
 
 
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strumento normativo, ha messo a disposizione delle linee guida che fungono da 
supporto agli Stati Membri in fase di recepimento; questa guida tecnica suggerisce di 
adottare un livello di azione in termini di concentrazione di Radon nell’intervallo di 
500-1000 Bq/m
3
. In caso di superamento del livello indicato, si raccomanda che siano 
previste azioni di rimedio per ridurre la concentrazione di Radon; mentre in caso in cui 
la concentrazione rilevata sia inferiore al livello indicato, basta la periodica ripetizione 
della misura stessa. Il documento raccomanda, inoltre, che le rilevazioni della 
concentrazione di Radon ambientale siano basate su misure a lungo termine. 
2.2.3 Raccomandazione 2001/928 Euratom – Acque potabili 
La presente raccomandazione concerne la qualità radiologica delle forniture di 
acqua potabile per quanto riguarda il Radon e i prodotti di decadimento del Radon di 
lunga vita.  
L'obiettivo della raccomandazione è quello di fornire agli Stati membri un 
orientamento per mettere a punto i controlli dell'esposizione causata dal Radon e dai 
prodotti di decadimento del Radon presenti nell'acqua potabile.  
Il Radon presente nell'approvvigionamento idrico per uso domestico causa 
un'esposizione umana attraverso l'ingerimento e l'inalazione. Il Radon può essere 
ingerito mediante l'acqua delle condotte o l'acqua in bottiglia. Il Radon viene emesso 
dall'acqua del rubinetto nell'aria all'interno dell'ambiente, il che causa un'esposizione al 
Radon per inalazione. L'aumento della concentrazione di Radon negli ambienti chiusi 
causata dall'acqua delle condotte idriche dipende da vari parametri, quali il consumo 
totale di acqua nell'abitazione, il volume dell'abitazione e il tasso di aerazione. Per 
concentrazioni dell’ordine di 1000 Bq/l nell’acqua delle condotte, la concentrazione 
Radon nell’aria aumenta in media di 100 Bq/m
3
. 
Per quanto riguarda la fornitura d'acqua della rete idrica pubblica o commerciale, 
occorre intraprendere le seguenti azioni: 
a) oltre una concentrazione di 100 Bq/l, gli Stati membri devono definire un livello 
di riferimento per il Radon, da utilizzare per stabilire se occorrano azioni correttive per 
tutelare la salute umana. Un livello più elevato di 100 Bq/l si può adottare se le indagini 
nazionali dimostrano che è necessario per mettere in pratica un efficace programma di 
controllo del Radon. Per le concentrazioni superiori 1000 Bq/l, si ritiene che un'azione 
correttiva sia giustificata in base a criteri di protezione dalle radiazioni; 
b) le misurazioni della concentrazione di Radon sono obbligatorie se vi è un 
motivo specifico per sospettare, sulla base di risultati di indagini o altre informazioni 
affidabili, che il livello di riferimento possa essere superato; 
c) nel caso in cui si sospetti la presenza di concentrazioni significative di polonio-
210 e piombo-210 sulla base dei risultati di indagini rappresentative o altre informazioni 
affidabili, il monitoraggio dei nuclidi in questione dovrebbe essere organizzato in 
collegamento con il controllo della presenza di altri radionuclidi naturali secondo le 
disposizioni della direttiva 98/83/CE; 
d) oltre una concentrazione di riferimento di 0,1 Bq/l per il polonio-210 e 0,2 Bq/l 
per il piombo-210, occorre prendere in considerazione la possibilità di intervenire con
CAPITOLO 2 QUADRO NORMATIVO DI RIFERIMENTO 
 
 
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azioni correttive per tutelare la salute umana. 
2.3 La situazione in Italia 
A differenza della gran parte dei Paesi Europei, l’Italia non ha una normativa sul 
Radon nelle abitazioni e non ha recepito la Raccomandazione Europea 90/143/Euratom 
del 1990, mentre si sono avute solo alcune sporadiche iniziative locali. 
È in fase di pubblicazione il Piano Nazionale Radon 2011 (PNR 2011) dell’Istituto 
Superiore della Sanità.  
I livelli di riferimento previsti dal nuovo PNR 2011 sono stati diminuiti rispetto i 
precedenti, perché i recenti studi epidemiologici hanno evidenziato un’incidenza di 
tumori polmonari anche per concentrazioni di Radon inferiori a 200 Bq/m
3
. 
2.3.1 D.lgs 241/2000 – Luoghi di lavoro 
Il Decreto Legislativo n.241/00, inerente la protezione della popolazione e dei 
lavoratori dai rischi derivanti dalle radiazioni ionizzanti, è stato pubblicato il 31/08/2000 
ed è entrato in vigore il 01/01/2001, (recepisce la Direttiva Europea 96/29/Euratom). 
Questa si applica a  tutte le attività lavorative nelle quali la presenza di sorgenti di 
radiazioni naturali è accertata (particolari luoghi di lavoro quali tunnel, sottovie, 
catacombe, grotte e, comunque, in tutti i luoghi di lavoro sotterranei; stabilimenti 
termali o attività estrattive); la descrizione delle attività lavorative si articola in sei 
categorie, di cui 5 hanno un legame diretto o indiretto col Radon. Per quanto riguarda 
gli adempimenti dell’esercente, quest’ultimo ha il dovere di misurare la media annuale 
della concentrazione di Radon nei propri luoghi di lavoro; questa non deve superare il 
livello d’azione fissato a 500 Bq/m
3
.
CAPITOLO 2 QUADRO NORMATIVO DI RIFERIMENTO 
 
 
6
CAPITOLO 3  LE PROBLEMATICHE AMBIENTALI CONNESSE ALLA PRESENZA DI RADON 
 
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3. LE PROBLEMATICHE AMBIENTALI CONNESSE ALLA 
PRESENZA DEL RADON 
3.1 La radioattività ambientale 
 
Con il termine radioattività, o decadimento radioattivo, si intende un processo 
naturale attraverso il quale nuclei instabili di un elemento emettono energia 
trasformandosi in nuclei di un diverso elemento (decadimento α o β) o in stati energetici 
minori di uno stesso elemento (decadimento γ). Queste trasformazioni avvengono con 
tempi differenti a seconda del nucleo considerato. U  tempo caratteristico per tali 
processi è il cosiddetto tempo di dimezzamento T½. 
Spesso si fa riferimento alla “vita media” di un radionuclide, definita come 
l’inverso della probabilità di decadimento , ovvero al tempo alla fine del quale la metà 
degli atomi radioattivi, inizialmente presenti, ha subito un decadimento. La vita media, a 
seconda del nucleo considerato, può oscillare tra le frazioni di secondo ed i milioni di 
anni. Il suo valore è indice della stabilità del nucleo; una vita media breve è segno di 
instabilità e viceversa. I nuclei, a seguito dei processi di decadimento, emettono 
radiazioni accompagnate, in genere, da un rilascio di energia che può interagire con la 
materia, provocando danni biologici. Le radiazioni ionizzanti sono radiazioni dotate di 
energia sufficientemente elevata da produrre, in modo diretto o indiretto, la ionizzazione 
degli atomi e delle molecole del mezzo attraversato. La ionizzazione è un processo 
attraverso il quale gli atomi acquistano o perdono elettroni. La capacità di ionizzare e di 
penetrare all’interno della materia dipende dall’energia e dal tipo di radiazione, nonché 
dal materiale col quale avviene l’interazione. Nel caso di tessuti biologici tale 
interazione può portare ad un danneggiamento delle cellule; spesso il danno è riparato 
dai normali meccanismi di difesa dell’organismo, ma in alcuni casi le cellule possono 
risultare compromesse. 
Le radiazioni emesse durante un decadimento radioattivo sono emesse con 
differente energia e potere di penetrazione (Figura 1), ed hanno diversi effetti sulla 
materia: 
Radiazione α: ha una bassa capacità di penetrazione; viene arrestata in meno di 10 
cm di percorso in aria, oppure da un foglio di carta. L’esposizione a sorgenti α esterne al 
corpo non è particolarmente pericolosa. Diventa, invece, molto pericolosa se le sostanze 
che le emettono penetrano nel corpo attraverso una ferita o se ingerite ed inalate. 
Il decadimento alfa avviene in accordo con la legge di conservazione della 
massa/energia tramite l'emissione di una particella, detta appunto particella alfa, 
composta da due protoni e due neutroni da parte dell'isotopo di un elemento con 
elevato numero atomico. Perdendo due protoni l'elemento indietreggia di due posizioni 
nella tavola periodica degli elementi; ovvero il numero atomico passa da Z a Z-2. 
Radiazione β: è in grado di penetrare per 1 - 2 cm nel tessuto umano o nell’acqua, 
ma viene arrestata da un foglio di alluminio dello spessore di qualche millimetro. Come 
le radiazioni α, anche le radiazioni β diventano pericolose nel caso di irradiazione 
interna.
CAPITOLO 3  LE PROBLEMATICHE AMBIENTALI CONNESSE ALLA PRESENZA DI RADON 
 
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Radiazione γ: è più penetrante delle radiazioni α e β, a causa della minore 
probabilità di interagire con la materia, e, quindi, di ionizzare. Nonostante tali radiazioni 
siano meno ionizzanti di quelle α e β, rappresentano un serio pericolo per la salute 
umana perché molto penetranti e richiedono, quindi, spessori molto grandi per una 
eventuale penetrazione. Le radiazioni γ producono effetti come ustioni, forme di cancro 
e mutazioni genetiche. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1. Radiazioni alfa, beta e gamma 
 
La radioattività ambientale è determinata da due componenti: la radioattività 
naturale e quella artificiale. 
La radioattività naturale è la principale sorgente di radiazioni a cui l’uomo è 
normalmente esposto. Le radiazioni naturali sono, infatti,  da sempre presenti 
nell’ambiente terrestre e sono state l’unica fonte di radiazione fino a poco meno di un 
secolo fa. Ancora oggi, nonostante il largo impiego di sostanze radioattive artificiali ed 
impianti radiogeni, la radioattività naturale continua a fornire il maggior contributo. La 
radioattività naturale ha due origini: 
 Terrestre: dovuta ai radionuclidi primordiali, risalenti alla formazione del 
sistema solare; essi sono presenti nella crosta terrestre, in diverse 
concentrazioni. Tra questi distinguiamo l’
238
U, l’
235
U e il 
232
Th. 
 Extraterrestre: costituita dai radionuclidi prodotti dalle reazioni nucleari dovute 
all’interazione dei raggi cosmici, provenienti dal Sole e dalla galassia. 
L’intensità delle radiazioni cosmiche varia con l’altitudine: le popolazioni che 
vivono in regioni montane possono ricevere dosi 2-3 volte superiori rispetto a 
quelle ricevute al livello del mare. 
 
La radioattività artificiale è essenzialmente determinata dal contributo antropico; 
essa può avere diverse origini come l’irradiazione medica (radioterapia), esperimenti 
atomici, effluenti dell’industria delle polveri nucleari ed attività di ricerca. 
3.2 Il Radon e le sue caratteristiche 
Il Radon è un gas nobile radioattivo di origine naturale; il termine fu introdotto per